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內(nèi)容簡介

　　本書是一本從工程實(shí)踐角度介紹無人系統(tǒng)駕控技術(shù)的書籍。本書以Autoware自動(dòng)駕駛平臺(tái)為核心，全面介紹了Autoware平臺(tái)中各個(gè)模塊的主要功能，詳細(xì)講述了利用Autoware平臺(tái)實(shí)現(xiàn)無人系統(tǒng)駕控的操作過程。本書首先介紹了Autoware自動(dòng)駕駛平臺(tái)平臺(tái)的基本架構(gòu)與安裝過程，然后介紹了常用傳感器、感知模塊、定位模塊、路徑規(guī)劃模塊和控制模塊的操作過程，最后介紹無人車的激光循跡實(shí)踐案例。本書旨在幫助讀者快速熟悉Autoware自動(dòng)駕駛平臺(tái)的核心操作，掌握無人系統(tǒng)駕控的關(guān)鍵技術(shù)。

作者簡介

　　付明磊，男，1981年出生，博士，副教授，碩士生導(dǎo)師。目前就職于浙江工業(yè)大學(xué)信息工程學(xué)院信息處理與自動(dòng)化研究所，同時(shí)參與人機(jī)協(xié)作技術(shù)浙江省國際科技合作基地的管理工作。2010年畢業(yè)于浙江工業(yè)大學(xué)控制理論與控制工程專業(yè)，獲工學(xué)博士學(xué)位。2017年入選浙江省高等學(xué)校中青年學(xué)科帶頭人。主要從事移動(dòng)機(jī)器人定位導(dǎo)航技術(shù)、人機(jī)協(xié)作技術(shù)、無人系統(tǒng)智能感知技術(shù)等領(lǐng)域的研究工作。發(fā)表論文80余篇，授權(quán)發(fā)明專利20余項(xiàng)（其中成果轉(zhuǎn)化7項(xiàng)），獲得2015年高等學(xué)?？茖W(xué)研究優(yōu)秀成果獎(jiǎng)（科學(xué)技術(shù)）二等獎(jiǎng)、2015年浙江省技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)和2012年浙江省科學(xué)技術(shù)二等獎(jiǎng)。主持和參加國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、浙江省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目子課題等10余項(xiàng)。付明磊開展深度學(xué)習(xí)應(yīng)用、人工智能導(dǎo)論等課程的教學(xué)與實(shí)踐活動(dòng)，指導(dǎo)本科生和研究生獲得"挑戰(zhàn)杯”、"研電賽”等學(xué)科競賽國獎(jiǎng)5次，獲評2019年和2020年中國高校計(jì)算機(jī)大賽人工智能創(chuàng)意賽優(yōu)秀指導(dǎo)教師、百度飛槳開發(fā)者技術(shù)專家（PPDE）等榮譽(yù)。

圖書目錄

第1章緒論 1
1.1 無人系統(tǒng)簡介 1
1.2 無人車與自動(dòng)駕駛 3
1.3 主流的自動(dòng)駕駛平臺(tái) 5
1.4 Autoware自動(dòng)駕駛平臺(tái)框架 7
參考文獻(xiàn) 11
第2章 Autoware自動(dòng)駕駛平臺(tái)的安裝 12
2.1 ROS的安裝 12
2.2 Docker的安裝 15
2.3 Autoware系統(tǒng)的安裝與配置 16
2.3.1 安裝protainer 16
2.3.2 導(dǎo)入鏡像 18
2.3.3 創(chuàng)建容器 20
2.3.4 啟動(dòng)和編譯Autoware 24
第3章傳感器的配置 27
3.1 相機(jī)簡介 27
3.1.1 相機(jī)的工作原理 27
3.1.2 相機(jī)的優(yōu)點(diǎn)與應(yīng)用 31
3.1.3 在Autoware中使用單目相機(jī) 32
3.2 雙目相機(jī)的配置 35
3.2.1 雙目相機(jī)的原理 35
3.2.2 雙目相機(jī)的應(yīng)用背景 37
3.2.3 安裝雙目相機(jī)的SDK驅(qū)動(dòng)包 39
3.2.4 ROS中使用相機(jī) 44
3.2.5 Autoware中使用雙目相機(jī) 47
3.3 激光雷達(dá)的介紹 50
3.3.1 激光雷達(dá)的工作原理 51
3.3.2 激光雷達(dá)的優(yōu)點(diǎn)與應(yīng)用 51
3.3.3 激光雷達(dá)的性能度量 52
3.3.4 激光雷達(dá)的配置及使用 53
3.4 實(shí)驗(yàn)：單目相機(jī)和激光雷達(dá)的聯(lián)合標(biāo)定 59
3.4.1 單目相機(jī)內(nèi)參標(biāo)定 59
3.4.2 單目相機(jī)-激光雷達(dá)聯(lián)合標(biāo)定 62
3.5 毫米波雷達(dá)的配置 70
3.5.1 毫米波雷達(dá)的工作原理 70
3.5.2 毫米波雷達(dá)的安裝及測試 72
3.5.3 毫米波雷達(dá)的適配 74
3.5.4 適配過程中相關(guān)數(shù)據(jù)的對應(yīng)關(guān)系 76
3.5.5 毫米波雷達(dá)在Autoware系統(tǒng)下的調(diào)試 77
3.5.6 遇到問題總結(jié) 81
3.6 北云RTK定位板的配置 82
3.6.1 RTK定位板的工作原理 82
3.6.2 RTK定位板的連接方式 83
3.6.3 配置基準(zhǔn)站與流動(dòng)站 84
3.6.4 配置數(shù)據(jù)傳輸單元（DTU） 85
3.6.5 配置無線串口通 87
3.6.6 獲取流動(dòng)站的單點(diǎn)解 89
3.6.7 通過RTK技術(shù)得到固定解 89
3.6.8 A1板卡適配進(jìn)Autoware 93
3.6.9 工控機(jī)增加USB設(shè)備的訪問權(quán)限 94
3.6.10 Autoware中查看板卡輸出的GNSS信息 96
參考文獻(xiàn) 98
第4章 Autoware自動(dòng)駕駛平臺(tái)感知模塊使用 99
4.1 Autoware運(yùn)行Yolov3進(jìn)行目標(biāo)檢測（vision_darknet_yolo3） 99
4.1.1 Yolov3簡介 100
4.1.2 Autoware中的實(shí)驗(yàn)操作 102
4.2 Autoware運(yùn)行歐幾里得聚類進(jìn)行障礙物檢測（lidar_edclidean_cluster_detect） 106
4.2.1 基于歐幾里得聚類的障礙物檢測原理 106
4.2.2 Autoware中的實(shí)驗(yàn)操作 108
4.3 Autoware運(yùn)行cnn-seg進(jìn)行語義分割目標(biāo)檢測（lidar_cnn_baidu_detect） 110
4.3.1 cnn-seg簡介 110
4.3.2 Autoware中的具體操作 111
4.4 Autoware運(yùn)行PointPillars進(jìn)行3D快速目標(biāo)檢測（lidar_point_pillars） 114
4.4.1 PointPillars 114
4.4.2 Autoware中的實(shí)驗(yàn)操作 115
4.5 Autoware運(yùn)行range_vision_fusion進(jìn)行感知結(jié)果融合（range_ vision_fusion） 118
4.5.1 感知結(jié)果融合算法介紹 119
4.5.2 Autoware中的實(shí)驗(yàn)操作 120
4.6 經(jīng)驗(yàn)與總結(jié) 123
參考文獻(xiàn) 126
第5章 Autoware自動(dòng)駕駛平臺(tái)定位模塊使用 128
5.1 概述 129
5.2 具體配置 131
5.2.1 設(shè)備組裝 131
5.2.2 天線桿臂配置 132
5.2.3 旋轉(zhuǎn)參數(shù)配置 134
5.2.4 旋轉(zhuǎn)參數(shù)校準(zhǔn) 135
5.3 利用BY_Connect.exe上位機(jī)快速配置 136
5.4 Autoware下的適配操作 138
5.5 問題總結(jié) 142
第6章 Autoware自動(dòng)駕駛平臺(tái)路徑規(guī)劃模塊使用 143
6.1 全局路徑規(guī)劃 144
6.2 局部路徑規(guī)劃 153
參考文獻(xiàn) 170
第7章 Autoware自動(dòng)駕駛平臺(tái)跟蹤控制模塊使用 172
7.1 純跟蹤控制 173
7.2 模型預(yù)測控制 185
參考文獻(xiàn) 200
第8章 Autoware實(shí)踐案例：激光循跡 202
8.1 基于3D激光雷達(dá)的無人車自主循跡實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 202
8.2 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備 203
8.2.1 錄制ROS包 203
8.2.2 制作點(diǎn)云地圖 207
8.2.3 錄制航跡點(diǎn) 212
8.3 啟動(dòng)設(shè)備 218
8.4 加載轉(zhuǎn)換 218
8.5 自動(dòng)循跡 221
附錄專業(yè)術(shù)語的中英文對照 227